Zerologia by unknow

autore:unknow
La lingua: ita
Format: epub
Tags: La cultura scientifica, Intersezioni
ISBN: 9788815329578
editore: Societa editrice il Mulino Spa
pubblicato: 2016-10-14T22:00:00+00:00

3. Il vuoto che riempie la vita

Il filo rosso del vuoto accompagna la civiltà dai tempi più antichi fino alle recentissime scoperte della fisica contemporanea. Dai Sumeri ai più moderni laboratori di ricerca il vuoto ha accompagnato il progresso della tecnologia e della scienza, fino ai confini della conoscenza. Tanto che le scoperte del bosone di Higgs e delle onde gravitazionali – eventi storici per la fisica moderna – sono avvenute grazie a due esperimenti, LHC e LIGO, nei quali è necessario raggiungere altissimi livelli di vuoto.

L’LHC è il più grande acceleratore di particelle mai realizzato. Può accelerare protoni e ioni pesanti fino a velocità prossime a quella della luce. Di forma circolare, si trova a Ginevra ed è collocato in un tunnel sotterraneo lungo 27 chilometri e ad una profondità di 100 metri. Al suo interno avvengono le collisioni tra fasci di particelle lanciati l’uno contro l’altro. Affinché questo strumento funzioni è necessaria la presenza del vuoto in almeno tre zone dell’esperimento. Innanzitutto all’interno dei 54 chilometri di tubi nei quali viaggiano le particelle. Nella velocissima corsa che precede la collisione i fasci devono trovare la strada completamente sgombra e quindi priva di molecole d’aria o di altre sostanze che potrebbero ostacolarle. Il vuoto poi è necessario anche in tutto lo spazio che circonda i magneti criogenici e l’impianto di distribuzione dell’elio usato per il raffreddamento, spazio che corrisponde a circa 15.000 metri cubi, un volume pari a quello della navata di una cattedrale!

Anche l’esperimento LIGO, quello che ha permesso di scoprire le onde gravitazionali, non scherza quanto a vuoto. I suoi componenti ottici sono contenuti in due tubi lunghi 4 chilometri ciascuno, per un volume totale di circa 10.000 metri cubi, nel quale si raggiunge una pressione di 10-9 torr pari a un millesimo di miliardesimo di quella atmosferica. Queste condizioni di vuoto sono essenziali per il successo della misura delle onde gravitazionali. Il cuore di LIGO è infatti un raggio laser che si propaga all’interno dei due tubi riflettendosi su vari specchi. Le onde gravitazionali si fanno sentire da LIGO causando minuscole vibrazioni dei suoi specchi (per capirci dell’ordine di 10-19 metri, circa un miliardo di volte più piccole di un atomo). Il sistema di rivelazione di queste vibrazioni è quindi sensibilissimo, e se non viene opportunamente schermato può essere influenzato da qualsiasi tipo di vibrazione esterna, come quelle causate dal traffico sulle strade vicine, da terremoti in qualsiasi punto del pianeta, da perturbazioni meteorologiche, da rumori. In aggiunta a sofisticati sistemi di stabilizzazione meccanica, l’ultra-alto vuoto all’interno di LIGO blocca la propagazione delle onde sonore per evitare che causino vibrazioni non volute del calore solare che porterebbe a variazioni di temperatura dell’eventuale aria contenuta nei tubi, cosa che danneggerebbe le ottiche e modificherebbe il percorso del laser. Per raggiungere queste condizioni di vuoto ci sono voluti quaranta giorni ininterrotti di pompaggio.

Certamente di gran lunga meno tecnologico, il vuoto utilizzato dai Sumeri fu comunque assai utile per migliorare la qualità della vita. Quando pensiamo alle civiltà che

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